[实用新型]低压无功功率自动补偿控制器

说明书

技术领域

    本实用新型涉及电力系统自动化技术领域，确切地说涉及一种功率补偿控制器。 

背景技术

无功功率自动补偿控制器是低压配电系统补偿无功功率的专用控制器，可以与多种等级电压在400V以下型号的静电容屏配套使用。产品具备RS485通讯接口，其所采样得到的电压、电流、频率、有功功率、无功功率、有功谐波百分量、功率因数、温度可通过通讯接口传送到其它外部设备。 

随着现代工业的发展，电网中使用的感性负载也愈来愈多，如感应式电动机、变压器等。这些设备在工作时不但要消耗有功功率，同时需要电网向其提供相应的无功功率，造成电网的功率因数偏低，而且电力中用的一些大功率变流、变频等电力电子装置大多数功率因素较低，从而造成： 

1、增加发电机损耗；

2、影响电网系统电压；

3、影响电网的无功潮流分布；

4、增加电力传输过程中的功率损耗；

在此情况下，开发一种低压无功功率自动补偿控制器提供必要的无功功率，以提高系统的功率因素，降低能耗，改善电网电压质量，合理的投停无功补偿设备，对调整电网电压，提高供电质量，抑制谐波干扰，保证电网安全运行都有着十分重要的作用。

公开号为CN2854671，公开日为2007年1月3日的中国专利文献公开了一种低压无功功率自动补偿控制器，它以微处理器为核心，由鉴零电路、微处理器MCU、LCD/LED显示电路、补偿电容控制输出驱动电路等组成。它利用高精度鉴零电路将交流电压、电流转化为方波信号接入微处理器输入捕捉引脚，由微处理器根据捕捉到的电压、电流信号过零上升边沿时间差来计算出功率因数值和频率，通过A/D采样来计算电压和电流值，利用微处理器逻辑判断能力来自动识别并调整电流同相同名端，通过驱动LCD或LED显示功率因数值及电压电流值，根据功率因数值、电压值和电流值等条件的判断来控制补偿电容的投切。 

但以上述专利文献为代表的低压无功功率自动补偿控制器，相对于本方案存在以下问题：需要将交流电压、电流信号转化为方波信号接入微处理器输入捕捉引脚，额外增加了方波处理硬件回路，结构复杂，另外方波所包含的高频信号易对硬件系统造成严重干扰，可靠性不稳定。 

发明内容

    本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的不足，提供了一种低压无功功率自动补偿控制器，本实用新型构思新颖，结构简单，控制器具有手动和自动两种功能，能够设置电容容量、CT变比、投切门限、过压保护、投切延时等参数，具有显示电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数等功能，性能稳定，电磁兼容性良好。 

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的： 

一种低压无功功率自动补偿控制器，包括中央处理单元，其特征在于：还包括采集三相电压信号并传送至中央处理单元的电压采集单元，采集三相电流信号并传送至中央处理单元的电流采集单元，采集开关量信号的开关量输入单元，和与外围受控制元件连接的信号开出单元；所述中央处理单元分别与电压采集单元、电流采集单元、开关量输入单元和信号开出单元连接，在所述中央处理单元上还连接有对数据进行存储的数据存储单元。

还包括与中央处理单元连接的按键单元。 

还包括与中央处理单元连接的显示单元。 

所述中央处理单元是微控制器。例如上海银洋电子有限公司所生产的型号为STM32F417VGT6的微控制器。 

所述电压采集单元是电压互感器。例如品牌为星格，型号为SPT204A的电压互感器。 

所述电流采集单元是电流互感器。例如品牌为星格，型号为SCT254FK的电流互感器。 

所述信号开出单元是18路节点开出或电平开出，具体开出方式可由用户选择，开出单元是指包含由驱动芯片ULN2003A（或芯片MC1413）的输出部分。 

与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在： 

1、本实用新型中，采用中央处理单元、电压采集单元、电流采集单元、信号开出单元和数据存储单元电连接成一体形成的低压无功功率自动补偿控制器，结构简单、构思新颖，相对于背景技术中的CN2854671的专利文献，本实用新型取消了方波产生回路，直接将方波输入微处理器的A/D采集端口，由CPU进行采集数据的快速处理，硬件回路简洁，功率因数、有功功率、无功功率均由快速傅里叶(FFT)算法直接或间接求出，计算结果更为准确，可靠性更高。

2、本实用新型中，在中央处理单元上还连接有按键单元，便于操作者通过按键单元与低压无功功率自动补偿控制器进行交互。